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低压铸造工艺

时间:2021-07-09 09:26 点击次数:
 

   正确地制定低压铸造工艺是获得健全合格铸件的先决条件,根据低压铸造时铸件形成过程的基本特点,在制定工艺时,主要是确定压力的大小及加压速度,浇注温度以及采用金属型时的温度和涂料的使用等参数。
        典型的低压铸造压力-时间曲线如图所示,它包括升液、充型、结壳增压、结壳保压、结晶增压、结晶保压和卸压七个阶段。

1、升液阶段 将一定压力的气体通往密封容器中,使金属液沿着升液管平稳上升到升液管口处。

2、充型阶段 继续增大压力,迫使金属液继续上升,由浇道沿浇注系统进入型腔直至充满铸型。该阶段对铸件的最终质量有着重要的影响,因而需对金属液的流动速度进行合理控制,以利于金属液平稳充型,既保证型腔中的气体排出,又可避免冷隔、氧化夹渣等缺陷的产生。
3、结壳增压阶段 当金属液充满型腔时,继续增加一定的压力,使型腔内的金属液在一定压力作用下开始凝固结壳。对于金属型或型壳强度较高的铸型则可省去结壳阶段。
4、结壳保压阶段 停止增压并保持压力,使型腔内的金属液在一定压力作用下,在型腔表面形成定厚度的壳。该阶段主要是为了避免金属液在随后的增压过程中渗入砂型(芯)中,减少机械粘砂和改善铸件表面质量。
5、结晶增压阶段 当壳形成时,继续增加一定的压力,使升液管及浇注系统中的金属液能够在压力作用下实现对铸件凝固过程的持续补缩。增压大小与铸型的强度和工装有关,压力越高,金属液的凝固补缩能力就越高,有利于提高铸件的整体性能。
6、结晶保压 在铸件凝固期间保持恒定的压力,增强凝固补缩,可以减少缩松,提高铸件的内在质量。
7、卸压阶段 铸件完全凝固后,通过排气阀排出密封容器内的压缩气体,卸去压力,在重力作用下金属液由升液管回流到坩埚中。
主要工艺参数
        低压铸造时,铸型的充填过程是靠坩埚中液体金属表面上气体压力作用来实现的。所需气体的压力计算:
          p=Hγμ
        式中P为液体金属充满型腔所需的压力 (Pa)
           H为液体金属上升的高度(m)
           γ为液体金属的重度(N/m3)
           μ为阻力系数,一般取1.0-1.5
        为防止液体金属自浇口进入型腔产生喷溅或涡流现象,升液速度一般不超过0.15m/s。升液速度v1的计算:
          v1=p1/t1
        式中v为升液阶段增压速度
           t1为升液时间
           p1为升液阶段所需的压力
 
        充型速度关系到液体金属在型腔内的流动状态和温度分布,因而影响铸件质量。充型速度慢,液体金属充填平稳,有利于型腔中气体的排出,铸件各处的温差增大。采用砂型和浇注厚壁铸件时可以采用较慢的充型速度。当充型速度过慢,对复杂形状的薄壁铸件,尤其是采用金属型时,容易产生冷隔、浇不足的现象。
        充型速度过快,充填过程液流不平稳,型腔内的气体来不及排出,会形成背压力,阻碍液体金属充填。一旦充型压力超过背压力,会产生紊流、飞溅和氧化。因此会形成气孔、表面冻纹和氧化夹杂等缺陷。
 
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